微波辅助酸热改性对大豆分离蛋白结构及胶粘剂性能的影响

采用微波辅助酸热处理法对SPI(大豆分离蛋白)进行改性,并以高活性的改性PAE(聚酰胺)作为交联剂,再与LSP(大豆蛋白液化产物)进行混合,制备出耐水性良好的胶合板用TSP(改性SPI)胶粘剂。着重探究了不同处理温度对SPI分子结构和胶粘剂性能的影响,并通过压制的胶合板来评价不同处理方式对SPI基胶粘剂胶接强度的影响。研究结果表明:当m(TSP)∶m(LSP)∶m(PAE)=5∶5∶3、w(PAE固含量)=25%时,胶粘剂的工艺使用性能以及胶接强度相对最佳;当微波功率为400 W、酸热处理温度为120℃时,处理后SPI的不溶率为82%,并且其不溶物团聚成网状结构,由该胶粘剂压制的胶合板达到国家标准中Ⅰ类板的指标要求。     

大豆蛋白基木材胶粘剂的制备与应用性能研究

以SPI(大豆蛋白)粉、自制混合改性剂为主要原料,制备了SPI胶粘剂;然后以改性异氰酸酯为固化剂,并引入不同的填料,配制胶合板用胶粘剂。研究结果表明:采用单因素试验法优选出制备SPI胶粘剂的最佳工艺条件是w(混合改性剂B)=10%(相对于SPI粉质量而言)、w(固化剂)=10%(相对于SPI胶粘剂质量而言)、混合填料中m(蒙脱土)∶m(小麦面粉)=4∶1且w(混合填料)=10%(相对于SPI胶粘剂质量而言);此时改性胶粘剂的综合性能相对较好,其黏度适中、适用期较长,并且由其压制而成的胶合板具有相对较大的胶接强度和相对较好的耐水性。     

酸热处理对大豆蛋白胶粘剂结构和性能的影响

采用酸热处理对SPI(大豆分离蛋白)进行改性,然后再与DSP(大豆蛋白液化产物)进行混合,利用MPA(改性聚酰胺)作为交联改性剂,制备出一种耐沸水性(煮4 h→65℃烘20 h→煮4 h)的胶合板用大豆蛋白胶粘剂。研究结果表明:SPI经酸热处理后变成了TSP(酸热改性SPI),其结晶度从25.11%降至20.21%、溶出率从92.22%降至21.39%,相应胶粘剂的胶接强度和耐水性随TSP掺量增加而增大,但施胶性变差;当w(TSP)=8%(相对于胶粘剂质量而言)时,胶粘剂的工艺使用特性、胶接强度和耐水性俱佳。     

封闭型异氰酸酯对碱降解大豆蛋白胶粘剂的交联改性

以Na HSO3(亚硫酸氢钠)封闭的PAPI(多苯基多甲基多异氰酸酯)作为化学交联剂,对DSP[碱降解改性SPI(大豆分离蛋白)]进行交联改性,制得工艺操作性能良好的胶合板用改性SPI胶粘剂。研究结果表明:Na HSO3能封闭PAPI中的活性—NCO基团,从而延长了改性SPI胶粘剂的适用期(为2~5 h);封闭型PAPI能提高改性SPI胶粘剂的耐水性,其湿态胶接强度(0.8~1.0 MPa)满足国家标准中II类胶合板的使用要求;当w(封闭型PAPI)=15%(相对于DSP质量而言)、w(Na HSO3)=0.4%(相对于PAPI质量而言)时,改性SPI胶粘剂具有相对最佳的工艺操作性能和耐水性。     

豆粉改性小桐子蛋白基胶粘剂的制备与性能

为改善小桐子蛋白基胶粘剂的初粘力和储存稳定性,将小桐子饼粕粉与豆粉混合,并采用碱处理改性法和尿素改性法制备了小桐子蛋白基胶粘剂。研究结果表明:当m(小桐子饼粕粉)∶m(豆粉)=9∶1、碱处理时间为90 min、碱处理温度为65℃和w(Na OH)=6%(相对于小桐子饼粕粉质量而言)时,由该交联改性胶粘剂制成的胶合板之胶接强度满足GB/T 9846.3—2004标准中I类胶合板的指标要求;单纯的小桐子蛋白基胶粘剂与交联剂的交联反应欠佳,豆粉的引入能促进上述反应顺利进行。     

改性豆基蛋白胶粘剂的制备及应用

以改性异氰酸酯作为交联剂,制备改性豆基蛋白胶粘剂。探讨了交联剂、乳化剂和热压工艺条件等因素对该胶粘剂耐水胶接强度的影响。结果表明:当w(交联剂)=6%、u(乳化剂)=1.5%、热压时间为60 s/mm、热压压力为1.0 MPa和热压温度为120℃时,胶合板的耐水胶接强度为1.21 MPa,完全满足GB/T 9846.3—2004标准中Ⅱ类胶合板的使用要求,并且改性生豆基蛋白胶粘剂的适用期超过60 h。     

E_1级胶合板用改性脲醛树脂胶粘剂的制备方法研究

选用弱酸-弱碱-弱酸-弱碱工艺制备脲醛树脂(UF)胶粘剂,研究了n[甲醛(F)]∶n[尿素(U)]、初始p H、反应温度和三聚氰胺(M)掺量对游离F含量和胶接强度的影响。研究结果表明:当n(F)∶n(U)=1.2∶1.0、起始p H为6.5、反应温度为85℃和w(M)=6%(相对于U总质量而言)时,UF胶粘剂的游离F含量(0.17%)符合国家标准要求(≤0.3%),胶合板的F释放量(1.17 mg/L)达到GB/T 9846.3—2004标准中E1级指标要求(≤1.5 mg/L),胶接强度(从0.46 MPa提高到0.97 MPa)达到了国家标准中II类胶合板的指标要求,耐水性也明显提高。     

弱酸性起始条件合成改性UF胶粘剂的工艺及性能研究

以聚乙烯醇(PVA)和三聚氰胺(M)作为改性剂,采用正交试验法探讨了最终n[甲醛(F)]∶n[尿素(U)]、M掺量、M的加入方式和PVA掺量对脲醛树脂(UF)胶粘剂游离F含量和胶接强度的影响。研究结果表明:当最终n(F)∶n(U)=1.2∶1.0、在第2批U加入后添加M、w(M)=1%和w(PVA)=1%(均相对于U总质量而言)时,改性UF胶粘剂的游离F含量、胶接强度均满足GB/T 14732—2006标准要求;由上述UF胶粘剂压制而成的Ⅱ类胶合板,其F释放量(为2.89 mg/L)远小于GB/T 9846—2015标准中E2级指标要求。     

助剂对脱脂豆粉胶粘剂粘接性能及工艺性能的影响

传统大豆蛋白胶粘剂具有黏度大、工艺性能差和易干胶沙化等缺点,导致胶粘剂的粘接性能和耐水性较差。以脱脂豆粉为基体、MPA(改性聚酰胺)为交联改性剂、Na Cl(氯化钠)为改性剂和甘油为保水剂,采用单因素试验法优选出制备胶合板用大豆蛋白木材胶粘剂的最佳工艺条件。研究结果表明:低固含量MPA可改善胶粘剂的耐水性、工艺性能,并且能有效降低胶粘剂的黏度;引入适当的助剂,可延长胶粘剂的适用期、改善工艺性能;Na Cl和甘油能有效改善豆胶的沙化现象。当m(脱脂豆粉)∶m(MPA)=1∶0.6、w(Na Cl)=1%和w(甘油)=5%(均相对于干固胶粘剂质量而言)时,制成的胶粘剂可用于胶合板的压制,并且该胶合板经煮-烘-煮28 h循环处理后的剪切强度为0.90 MPa。     

高频固化型单组分PVAc-TDI复合胶粘剂的制备

以封闭TDI(甲苯二异氰酸酯)胶束和PVAc(聚醋酸乙烯酯)乳液作为主要原料,采用机械共混法制备了单组分PVAc-TDI复合胶粘剂;然后,以此作为木材胶接件用胶粘剂,采用高频加热技术对TDI胶束进行解封闭,可实现单组分复合胶粘剂的交联固化。研究结果表明:以复合胶粘剂的稳定性、胶接强度和耐水性等作为考核指标,采用单因素试验法优选出制备该胶粘剂的最佳工艺条件是m(封闭TDI胶束)∶m(PVAc乳液)=5∶100、高频加热时间为40 s;此时,复合胶粘剂的胶接强度升至6.68 MPa、耐水时间延长至116 min。     

强酸工艺制备低甲醛释放量的MUF胶粘剂

采用强酸工艺制备低F(甲醛)释放量的MUF[M(三聚氰胺)改性UF(脲醛树脂)]胶粘剂,并探讨了M掺量、固化剂类型及掺量对胶合板性能的影响。研究结果表明:当w(M)=4%(相对于F和U总质量而言)、w(硫酸铵)=2%(相对于UF的质量而言)时,MUF胶粘剂的综合性能相对最好;由该胶粘剂压制而成的3层胶合板的胶接强度(为1.5 MPa)相对最大,5层胶合板的F释放量(为0.33 mg/L)达到E0级Ⅱ类胶合板的标准要求。     

含木质素的发酵残渣在脲醛树脂中的应用研究

对秸秆发酵乙醇残渣进行磺甲基化改性,可有效提高残渣中改性木质素的反应活性;然后将磺甲基化改性发酵残渣用于脲醛树脂(UF)胶粘剂配方中,制备木材用改性UF胶粘剂。结果表明:当m(发酵残渣)∶m(甲醛)=10∶1、m(发酵残渣)∶m(亚硫酸钠)=5∶1和磺甲基化改性发酵残渣替代率为20%时,相应胶合板的各项性能都达到GB/T 14074—2006标准中的指标要求,其水煮3 h后的胶合强度≥0.7 MPa;该改性UF胶粘剂具有制备工艺简单、游离甲醛含量较低等优点,其应用前景良好。     

改性脲醛树脂对提高淀粉胶粘剂耐水性能的研究

为进一步提高淀粉胶粘剂的耐水性能,在传统脲醛树脂(UF)和淀粉胶粘剂合成工艺的基础上,以环氧氯丙烷(ECH)作为UF的接枝共聚改性剂,制备环氧型UF;然后将环氧型UF与传统淀粉胶粘剂进行复配,制备改性淀粉胶粘剂。以耐水剪切强度作为考核指标,采用正交试验法优选出制备改性UF的较佳工艺条件。结果表明:当n(F)∶n(U)=2.0∶1、m(ECH)=8 g、缩聚温度为90℃和接枝共聚时间为75 min时,制成的改性UF可明显提高复配淀粉胶粘剂的耐水性能。     

木焦油改性生物油-酚醛树脂胶粘剂的工艺条件研究

以木焦油作为BOPF(生物油-酚醛树脂)的改性剂,制备BTPF(木焦油改性生物油-酚醛树脂)胶粘剂,并用于胶合板的制备。以木焦油加入量、催化剂(NaOH)含量和反应时间作为试验因素,以胶接强度、黏度和凝胶时间作为评价指标,采用正交试验法优选出制备BTPF胶粘剂的最佳工艺条件。结果表明:当w(木焦油)=15%、w(NaOH)=4%和反应时间为40 min时,BTPF胶粘剂的综合性能相对最好,并且完全满足GB/T 14732-2006标准中的指标要求,相应胶合板的胶接强度(1.54 MPa)和甲醛释放量(0.25 mg/L)达到了GB/T 18580—2001标准中的Eo级指标要求。     

黄原胶/微晶纤维素协同提高大豆蛋白胶粘剂的胶接性能研究

利用天然大分子多糖XG(黄原胶)作为分散剂,解决MCC(微晶纤维素)在改性SPA(大豆蛋白胶粘剂)体系中的分散问题,以进一步提高SPA的胶接强度和耐水性。研究结果表明:XG能够有效地提高MCC在大豆蛋白胶中的分散性能;当m(MCC)=2.0%且m(XG)=0.015%(均相对于胶粘剂总质量而言)时,MCC分布最为均匀,制备胶合板的湿剪切强度达到1.48 MPa,能够满足GB/T 9846—2015中Ⅱ类胶合板室内使用要求。     

E_0级胶合板用间苯二酚改性脲醛树脂胶粘剂的研制

以间苯二酚为改性剂,采用弱酸起始合成工艺制备了UF(脲醛树脂)胶粘剂,并着重探讨了合成工艺条件对UF胶粘剂游离F(甲醛)含量和胶接强度的影响。研究结果表明:当n(F)∶n[尿素(U)]=1.1∶1.0、初始p H=5.5、w(间苯二酚)=4%(相对于U质量而言)和反应温度为85℃时,UF胶粘剂中的游离F含量降至0.05%,胶合板的F释放量达到了E_0级水平(≤0.50 mg/L)、胶接强度(0.81 MPa)达到Ⅱ类胶合板的指标要求,并且耐水性明显提高。     

HEMA接枝改性天然胶乳的制备及其粘接性能研究

以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)作为天然胶乳(NRL)的接枝改性剂,采用乳液聚合法制备了NR-g-HEMA[HEMA接枝NR(天然橡胶)]胶乳;然后以此为基体,并以水溶性松香树脂为增黏树脂、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为增塑剂等,制备相应的NR-g-HEMA胶粘剂;最后,用该胶粘剂压制胶合板,并对胶合板的粘接性能进行了测定。结果表明:采用单因素试验法优选出制备NR-g-HEMA胶乳的最佳工艺条件为m(干态单体)∶m(NRL)∶m(引发剂)∶m(活化剂)∶m(交联剂)=20∶100∶0.2∶0.2∶0.1、反应时间为8 h和反应温度为16℃,此时相应胶合板的剪切强度(1.88 MPa)符合Ⅲ类胶合板的指标要求。     

树皮粉尿素改性酚醛树脂胶粘剂的制备和热压性能

以T(落叶松树皮粉)为生物质原料,PT(碱性酚化改性树皮粉)为苯酚的替代物,将PT、U(尿素)和F(甲醛)在碱性条件下进行共聚,制得环保型低成本的PTUF[PT和U改性PF(酚醛树脂)]胶粘剂。研究结果表明:在碱性条件下引入复合活化剂至体系中,当复合活化剂中w(Na2SO3)=2.13%、w(Ca SO3)=1.60%和w(40%Na OH)=34.25%(均相对于PT质量而言)时,PT的活化效果相对最佳;当m(U)∶m(PT)=40∶100或20∶100时,由前者的PTUF胶粘剂压制而成的胶合板之胶接强度优于后者,并且前者的胶合板之F释放量较低,达到国家标准中E0级指标要求;当w(面粉)=20%~25%(相对于PTUF质量而言)、黏度为0.11~0.23 Pa·s和热压时间为1.5 min/mm时,该PTUF胶粘剂可用于杨木/杨木、桉木/杨木等板材的粘接,并且相应胶合板的性能达到国家标准(Ⅰ类板)要求。     

豆基蛋白质胶粘剂改性及应用研究

为了降低豆基蛋白质胶粘剂的黏度、提高胶合板的耐沸水胶接强度和满足工业化的生产要求,对传统豆基蛋白质胶粘剂进行改性,并通过胶粘剂的黏度、pH值、凝胶时间、耐沸水胶接强度以及热分析结果等确定了改性剂的合理用量。然后以热压温度、热压时间、热压压力和涂胶量作为试验因素,以胶接强度作为考核指标,采用正交试验法优选出制备胶合板用改性豆基蛋白质胶粘剂的较佳工艺条件。结果表明:改性剂的合理用量(质量分数)是40%;胶合板的较佳热压工艺参数是热压温度140℃,热压时间5 min,热压压力1.2 MPa,双面涂胶量310 g/m2;在此较佳热压工艺条件下制备的胶合板,其耐沸水胶接强度较理想(为1.12 MPa),并且满足Ⅰ类胶合板的标准要求。     

5,5-二甲基海因环氧化物交联改性棉粕蛋白基胶粘剂

采用棉粕和5,5-二甲基海因环氧化物(DMHP)制备了棉粕蛋白基胶粘剂用于胶合板生产。通过对胶粘剂的固体含量、粘度和耐水胶接强度测试以及红外光谱、热重分析和扫描电镜分析研究了DMHP交联剂对棉粕蛋白胶粘剂性能的影响。结果表明:DMHP可以有效提高棉粕蛋白胶粘剂胶接性能,添加质量分数为10%时制备的胶合板胶合强度提高81.36%,达到1.07 MPa,这是由于DMHP与棉粕蛋白分子发生化学交联,形成致密的网状结构。DMHP的添加降低了棉粕蛋白胶粘剂的粘度,使胶易于进入木材孔隙,形成更强的力学结合力。交联改性后,固化胶粘剂表面变得紧密平滑,可有效防止水分的侵入。